Comment le cerveau reprogramme-t-il son métabolisme en situation de jeûne ?

Publié le : 16 juin 2023

Porteur du projet : Pierre-Yves PLACAIS – Laboratoire Plasticité du Cerveau (ESPCI – Paris)

Titre du projet : Mécanisme de la reprogrammation métabolique cétogène du cerveau en situation de jeûne

Montant :  80 000 €

 

« Dans le cadre de ce projet, une grande réussite serait de parvenir un mimer le métabolisme cétogène du cerveau sans avoir à recourir à un jeûne ou à une modification de régime. […] Je souhaite adresser mes plus vifs remerciements à la FRC, et à ses généreux donateurs qui rendent possible l’existence des appels à projets annuels, qui bénéficie d’une procédure claire et rapide. Tout en ayant pour but de guérir les maladies et dysfonctionnements du cerveau et du système nerveux, la FRC comprend que le soutien à la recherche fondamentale est un enjeu-clé pour les traitements de demain. La FRC est un acteur-clé dans le paysage des neurosciences françaises pour l’amorçage de projets ambitieux.  » – Pierre-Yves PLACAIS

 

Descriptif du projet

Le cerveau est l’organe le plus consommateur d’énergie. Alors que le glucose constitue son substrat énergétique essentiel dans des conditions nutritionnelles normales, il s’opère, dans des situations de manque de nourriture, une reprogrammation métabolique orientant le cerveau vers la consommation de corps cétoniques issus de la dégradation des lipides. Jusque récemment, on pensait que les corps cétoniques consommés par le cerveau étaient uniquement produits au niveau du foie. Mais récemment, l’équipe de Pierre-Yves Plaçais a montré, en utilisant la Drosophile comme système modèle, que le cerveau peut lui-même devenir cétogène. La formation des corps cétoniques à partir des lipides s’effectue dans ce cas au niveau des cellules gliales, qui les transfèrent ensuite aux neurones. Cette découverte suggère donc la possibilité que le cerveau puisse fonctionner en consommant des corps cétoniques, indépendamment du reste de l’organisme.

Le but de ce projet est d’identifier les signaux hormonaux qui contrôlent, via l’axe intestin-cerveau, cette bascule métabolique entre la consommation de lipides et de sucres en fonction de l’abondance de nourriture, ainsi que la cible de cette signalisation au sein des tissus cérébraux. Grâce à la Drosophile, l’équipe dispose d’un système qui permet aisément d’induire une telle reprogrammation métabolique cérébrale et d’en analyser en détail les mécanismes biochimiques, grâce à la puissance et la diversité des outils génétiques existants. De plus, elle développera une approche d’imagerie innovante du métabolisme énergétique du cerveau, afin de pouvoir mesurer l’influence des dérivés lipidiques dans le métabolisme des neurones et des cellules gliales.

Les régimes cétogènes, bien que très exigeants, ont des bénéfices incontestables sur le fonctionnement du cerveau, en particulier pour diminuer l’occurrence de crises épileptiques. Des essais cliniques sont également en cours afin de tester leur éventuel effet bénéfique contre la maladie d’Alzheimer. Néanmoins ces régimes posent des problèmes d’acceptation qui peuvent entraver leur mise en place. Ainsi, un des impacts biomédicaux majeurs du projet pourrait être de permettre l’élaboration de nouvelles stratégies indépendantes du régime pour promouvoir le métabolisme des corps cétoniques dans le cerveau.

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Équipes impliquées :

L’équipe de Pierre-Yves Plaçais travaillera en collaboration avec l’équipe du Dr. Emmanuel Beaurepaire du Laboratory for Optics and Biosciences (LOB – Ecole Polytechnique – Saclay), et notamment avec le Dr. Chiara Stringari, experte internationalement reconnue de l’imagerie métabolique FLIM, une méthode d’imagerie innovante utilisée dans le projet.